| Головна » Фізика |
Мета проекту: формування компетентності в сфері самостійної пізнавальної діяльності: · навичок самостійної роботи з великими обсягами інформації, · умінь побачити проблему і намітити шляхи її вирішення, · навичок роботи в групі. Основоположний питання: Нескінченні чи "+" і "-"? (Чи мають межа високі і низькі температури?) Запитаємо в істориків, географів, біологів, експериментаторів, астрономів, фізиків. Продукти проекту: презентація, виконана в програмі Power Point; колекція термометрів; цікаві досліди; відео фрагменти. Перша група істориків Творче назва роботи - "Прабатьки сучасних термометрів". Проблемне питання: яка історія створення першого приладу для вимірювання температури-термоскопа? Завдання: відтворити термоскоп, продемонструвати його роботу. Давні вчені про температуру судили безпосередньо по відчуттю. Лише в 1592 році Галілео Галілей сконструював прилад длявимірювання температури - термоскоп. Термоскоп-від грецьких слів: "термо" - тепло "скопео"-дивлюся. Термоскоп складався з скляної кулі припаяної до нього скляною трубкою і склянки склепінням. Спробуємо і ми створити термоскоп: нагріємо скляну колбу, перевернемо її, опустимо в склянку з водою відкритим кінцем. Термоскоп готовий. По висоті стовпчика води в шийці колби можна судити про зміни температури: при охолодженні повітря в колбі стовпчик води піднімається вгору, А при нагріванні - опускається. Отже: · термоскопу 415 років, · за допомогою термоскопа можна побачити зміну температури, але її не можна виміряти, · Свідчення залежать від атмосферного тиску, · У приладу немає шкали. Вся подальша історія створення термометра є історія вдосконалення термоскопа. Повітря замінили підфарбованим спиртом, а пізніше ртуттю. Відкачавши з трубки повітря і запаяв відкритий кінець, виключили вплив атмосферного тиску. Але основним удосконаленням було створення шкали. Друга група істориків Творче назва роботи: "Шкали різні потрібні, шкали всякі важливі" Проблемне питання: Які існують шкали для вимірювання температури, і яка історія їх створення? Фаренгейт Габріель Даніель (1686-1736), німецький фізик і склодув. Працював у Великобританії і Нідерландах. Виготовив спиртової (1709) і ртутний (1714) термометри. Запропонував температурну шкалу, яка носить його ім'я - шкала Фаренгейта – це температурна шкала, 1 градус якої (1 ° F) дорівнює 1/180 різниці температур кипіння води і танення криги при атмосферному тиску. За одну з опорних точок своєї шкали (0 ° F) Фаренгейт прийняв саму низьку температуру, яку міг отримати-температуру суміші води, льоду, нашатирю і солі. Другою точкою він вибрав температуру суміші води і криги. А відстань між ними розділив на 32 частини. Температура людського тіла за його шкалою становила 96 ° F, точка кипіння води 212 ° F. Шкалу Фаренгейта до цих пір застосовують в Англії і США. Реомюр Рене Антуан (1683-1757), французький природознавець, зоолог, зарубіжний почесний член Петербурзької Академії Наук. У 1730году запропонував температурну шкалу, яка носе його ім'я - шкала Реомюр – це температурна шкала, один градус якої равен1/80 різниці температур кипіння води і танення криги при атмосферному тиску, тобто 1 ° R = 5 / 4 ° С. Шкала Реомюр практично вийшла з ужитку. Цельсій Андерс (1701-1744), шведський астроном і фізик. Запропонував в1742 році температурну шкалу-шкала Цельсія - це температурна шкала, в якої 1 градус дорівнює 1 / 100 різниці температур кипіння води і танення криги при атмосферному тиску, але Цельсій брав за нуль кипіння води, а за 100 градусів - танення льоду. Відомий шведський ботанік Карл Лінней використовував термометром з представленим значенням постійних точок. За 00 він прийняв температуру танення криги, а за 1000температуру кипіння води. Таким чином, сучасна шкала Цельсія по суті є шкалою Ліннея Група техніків Творче назва роботи: "Сучасні прилади" Проблемне питання: Чи існують термометри без рідини? Завдання: Зібрати колекцію термометрів різного призначення. Рідинний термометр, прилад для вимірювання, дія якого заснована на тепловому розширенні рідини. Залежно от температурної області застосування рідинні термометри заповнюють етиловим спиртом (від -80 до +100 ° С) або ртуттю (від -35 до +750 ° С). На початку термометри застосовувалися лише для метрологічних спостережень. Пізніше їх стали застосовувати для вимірювання температури повітря вжився приміщеннях, в медицині, при хімічних дослідженнях і т. д. В даний час використовуються термометри, дія яких заснована на інших фізичних явищах. Це дозволило збільшити точність вимірювання і розширити область застосування приладів. Електронний термометр більш точний, ніж звичайний кімнатний або вуличний. Він з точністю до десятих долі показує температуру і в приміщенні, і на вулиці. Термометр опору - прилад для вимірювання температури, дія якого заснована на вимірюванні електричного опору металів і напівпровідників з температурою. Газовий термометр, прилад для вимірювання температури, дія якого заснована на залежності тиску або об'єму газу від температури. Заповнений гелієм, азотом або воднем балон, з'єднаний за допомогою капіляра з манометром, поміщають в середу, температуру якої вимірюють. Група експериментаторів Творче назва роботи: " Досвід – критерій істини ". Проблемне питання: які температури можна тримати в лабораторних умовах? Завдання: провести досліди з водою в умовах шкільної лабораторії, отримати найвищу і найнижчу температуру. Зняти хід дослідів на цифрову камера, оформити результати у вигляді презентації. Поставити цікаві демонстраційні досліди. Дослідження кипіння води показало, що 1000С-температура кипіння чистої води при нормальному атмосферному тиску (760 мм рт. ст.). Температура кипіння підвищувалася зі зростанням зовнішнього тиску, так при атмосферному тиску вище нормального температура кипіння чистої води склала 1010С, а при атмосферному тиску нижче нормального - 960С.Однако додавання у воду солі збільшило температура кипіння до 1080С. На запитання - чи можна закип'ятити воду окропом-була отримана відповідь - ні. Був поставлений і проведено дослід по кип'ятіння води снігом. Температура суміші снігу і солі склала мінус180С. Проведено досвід "Примороження алюмінієвого стаканчика до столу". Група біологів Творче назва роботи: "Біологія в у світі температури" Проблемне питання: Які особливості медичного термометра і з чим це пов'язано? Які температури живих істот? Завдання: Взяти інтерв'ю у шкільної медичної сестри: · Як себе відчуває людина при температурі 34 0С і 42 0 С? · Коли це буває? · Як допомогти людині за таких обставин. Це цікаво: у 19 столітті англійські фізик Благден і Чентрі проводили на собі досліди по визначенню найбільшої температури повітря, яку може витримати людина. Вони проводили цілі годинник в натопленій печі хлібопекарні. Виявилось, що при поступовому нагріванні на сухо повітрі людина здатна витримати не тільки температуру кипіння води, але і багато вище -160 0С. Температури тіл деяких тварин: температура тіла коня 38 0С, температура тіла корови 38,5 0С, температура тіла качки 41,5 0С. Температура тіла живого організму дозволяє судити про його стан і під час почати лікування випадків захворювання. Група географів Творче назва роботи: "Географія температур". Проблемне питання: Де знаходиться найхолодніше і най спекот ніше місце на Землі? Завдання: Розглянути планету Земля з точки зору температури. Земну кору змінює мантія. Її товщина близько 3000км, а температура приблизно дорівнює 2000 - 2500 ° С. Мантія складається з розпечених гірських порід, які в окремих її частинах починають плавитись до напіврідкого стану. Розплавлені гірничі породи з мантії прориваються на поверхню у вигляді лави при виверженнях вулканів. На глибині 10км температура досягає 180 0С. Самий холодний материк - Антарктида, а самий спекотний - Африка, так у Тріполі була зареєстрована температура +580 С. Це на1, 30 вище максимальної температури Долини Смерті. Антарктида - найбільша в світі холодна пустеля площею 14 млн. кв. км. Її покривають 90% усіх льодів суші. Максимальна товщина льоду - 4800м. У льодовиках зосереджено близько 70% світових запасів прісної води. Цей самий ізольований материк не має корінного населення. Ніхто ще не жив тут довше 18 місяців. Температура повітря біля земної поверхні -88,30 С спостерігалась в серпні 1960р. на радянській антарктичній станції "Восток" у 1922р. Група астрономів Творче назва роботи: "Лід і полум’я космосу". Проблемне питання: Які температури космічних об'єктів? Космос (грец. kosmos), синонім астрономічного визначення Всесвіту; часто виділяють ближній космос, досліджуваний за допомогою штучних супутників Землі, космічних апаратів і міжпланетних станцій, і далекий космос – світ зірок і галактик. Температура на поверхні місяця, в яка освітлюється Сонцем частини +170 С, а в тіні температура - 1300С. Для штучних супутників і космічних кораблів, перегрів яких відбувається в обновному за рахунок випромінювання, характерна різка зміна температури обшивки - під час проходження в тіні Землі вона опускається до - 1000 З, а при виході з тіні зростає до + 1200 С. Щоб протриматись в кабіні космонавтів постійну температуру (від 100 до 220 С), подвійну оболонку корабля заповнюють газом - азотом. На поверхні у Сонця температура досягає 6тисяч градусів. У надрах сонця температура згідно розрахунками близько 15 мільйонів градусів. Температура плям становить близько 3700 градусів. Як найближча до Сонця планета, Меркурій отримує від центрального світила в 10 разів більше енергії, ніж Земля. Термін дня і ночі призводить до того, що температури на "денний" і на "нічний" сторонах поверхні Меркурія можуть змінюватися приблизно від 3200С до -1200 С. Але вже на глибині декількох десятків сантиметрів значних коливань температури немає, що є наслідком вельми низької теплопровідності порід. Температура на поверхні Венери (на рівні середнього радіуса планети) - близько 5000С, це більше ніж на Меркурії, тому що у Венери щільна атмосфера, яка утримує тепло. Суворі і температурні умови на Марсі. Поблизу полудня на екваторі температура досягає 100-30 0С. надвечір вона падає до -600 С і навіть до-1000С. Середня температура на Марсі -700 С., на Юпітері -1300 С, на Сатурні -1700 С, на Уране -1900 С, на Нептуні -2000 С. Температура на планеті Плутон, до якої світло від Сонця йде більш п'яти годин, низька - її середнє значення порядку -2300 С. Температури більшості зірок укладені в межах від 3000 до 30 000 градусів. Гарячі, голубуваті зірки мають температуру близько 30 000градусов. У багатьох зірок зустрічаються температури біля 100 000 градусів. У холодних - червоних зірок-поверхневі шари нагріті приблизно до 2 - 3тисячі градусів. Але в центрі зірочок температура досягає більше десяти мільйонів градусів. Група фізиків-теоретиків Творче назва роботи: "Прагнення до абсолюту". Проблемні питання: Що таке абсолютний нуль температур? Досяжний він? Що таке кріотехнології? Що ми знаємо про температуру теоретично? Температура-міра середньої кінетичної енергії руху молекул. Що буде якщо швидкість молекул зменшувати? Температура буде зменшуватися. Абсолютний нуль температур - температура, при яких припиняється тепловий рух молекул. Абсолютний нуль температури, початок відліку температури по термодинамічної температурній шкалі - шкалою Кельвіна. Абсолютний нуль розташований на 273,16 ° С нижче температури замерзання води, для якої прийнято значення 0 ° С. Температури деяких рідких газів: кисень мінус 183 0С, азот мінус 196 0С, водень мінус 253 0С, гелій мінус 269 0 С. Фізика наднизьких температур називається кріогенною фізикою. Основні проблеми, які вирішуються кріогенною фізикою: зріджування газів (азоту, кисню, гелію та ін), їх зберігання та транспортування в рідкому стані; конструювання холодильних машин, що створюють і підтримують температуру нижче 120 К (-1530 С); охолодження до кріогенних температури електричних пристроїв, електронних пристроїв, біологічних об'єктів; розробка апаратури і устаткування для проведення наукових досліджень при кріогенних технологіях. Застосування кріогенних температур в різних галузях науки і техніки призвело до виникнення цілих самостійних напрямків, наприклад кріоелектроніка, кріобіології. Досяжний чи абсолютний нуль? Американські дослідники працювали з парами натрію, температура яких була лише на мільйонну частку градуса вище абсолютного нуля. Досягнути ж абсолютний нуль температур (-273,160 С), згідно із законами фізики, неможливо. Отже, ми знайшли межа тільки низькі температури. Проект закінчується відповіддю на основні питання і обговоренням наступних питань: · Що нового дізналися? · З якими труднощами зіткнулися? · Йому ви навчалися? · Що тобі стане в нагоді і далі? Підсумок уроку: Демонстрація учительської презентації.
Схожі навчальні матеріали: | ||||||
| Всього коментарів: 0 | |